搅拌器中互不相容液体的混合原理
对于两种互不相容的溶液，通过搅拌器搅拌以后，必然至少会有一种溶液变得破碎，成为液滴状态，这种变得破碎的液体的状态，我们称之为分散相，而相反的，没有变得破碎的液体我们称之为连续相。密度大的称之为重相，密度小的称之为轻相，一般情况下，我们都是通过搅拌器将轻相溶液分散成液滴状态，分散到重相溶液中，这种比较常见。当然，通过不同的搅拌方式也可以使重相分散到轻相溶液里，甚至不存在连续相，实现两种溶液的均匀分散。为了实现这些效果，也为了达到更好的搅拌效果，我们必须使分散相的液体的破碎液滴的尺寸更小，这就需要更加快速的搅拌才能达到。
这是因为液滴本身也具有着一定的液面张力，液滴的尺寸越小，液面张力也就越大，想要使液滴的尺寸变得更小，就需要破坏这个液面张力，破坏这个液面张力的方式就是通过搅拌器的搅拌，提高搅拌器的搅拌速度，当液滴的液面张力，无法跟上这个速度的时候，液滴就会破碎成更小的液滴。
液-液体系对不锈钢搅拌器的要求类似于气-液体系，二者都需要高的界面积。所不同的是气泡与液滴所承受的浮力的差别。因为液-液体系的浮力不像气-液体系那样明显，液-液体系通常比气-液体系容易模拟。同样，流动区、液滴-凝并、界面积、液滴直径、质量传递系数等，都是重要的设计参数。
液-液体系的功率输入并不像气-液体系那样显得重要。由于两相密度差通常相差不大，不会有一相大量地集中在不锈钢搅拌器周围。
液滴的和液滴尺寸由不锈钢搅拌器的结构和输入功率决定。液滴的通常出现在不锈钢搅拌器桨叶或桨叶的尾涡中。通常不会出现在釜体静止区，而液滴的凝并会出现在釜的本体区。如果在桨叶前后形成非常高的压降，会出现现象，从而有非常小的液滴形成。
液滴的尺寸可以由不锈钢搅拌器的几何结构、功率输入、已进搅拌区和静止区的体积比控制。类似于气-液分散，随着不锈钢搅拌器叶片数的增加，搅拌区的比例提高，叶片的几何形状和叶片的角度影响搅拌的强度和性质，从而影响液滴尺寸。
在搅拌器的搅拌过程中，我们常用均一化时间θm来定量地表示混合速率。均一化时间θm的定义是：将两种完全互溶，但其物理或化学性质（如电导率、颜色、温度、折光率等）有差异的流体通过搅拌使之达到规定混合程度所需的时间。由于测量混合时间的种种条件以及所要求达到的终均匀程度是人为确定的，故θm的数值仅在相同的测试条件下有相互比较的价值。
在对比不同搅拌叶轮的混合速率时常用无量纲混合时间，即混合时间数Tm：
Tm=θmN
Tm的物理意义为：达到规定混合，搅拌器叶轮所需的转数。Tm值越低，则表明该叶轮的混合速率越高。
在湍流混合时，各种叶轮的Tm为一常数；而在高黏度液体的层流搅拌时，对于那些适合于高黏度液体混合的叶轮，如螺带式或螺杆式叶轮等则Tm亦为一常数；然而对于一些不适合高黏度液体混合的叶轮来说，例如用d/D=0.5左右的盘式涡轮在层流下混合高黏度液体时，由于罐内有混合死角，不能求得确切的均一化时间θm，故也不能算得Tm值。
刮板材料大多数情况下可选用四氟乙烯，也可采用不锈钢作衬板，并以四氟乙烯作刀口，或者全部使用橡胶制作。试验表明刮板材料对搅拌功率影响不大。
在刮壁式搅拌釜设计过程中，另一个非常重要的环节是刮板固定方式的选择。常见的刮板固定方式如下：
弹簧支撑式：将刮板固定在弹上，要求弹材料的强度和耐疲劳性能都很高，其缺点是，在连续操作的聚合反应釜中，若弹在操作中断裂，会带来很大经济损失。
弹簧加载式：将弹簧放在钢管内，由弹簧使刮板贴紧搅拌釜壁面，缺点是，不适用于聚合反应釜，因为可能在钢管内发生聚合，生成的聚合物会使弹簧失去作用。
铰链式：采用铰链固定刮板，刮板向前运动时，流体对它产生的阻力使刮板贴紧反应釜壁面，也成为流体自压式刮板。特别适合分批式生产日化用品的搅拌器。其缺点是，对于连续进行的聚合反应釜，有可能因聚合物粘住铰链而失去自压的作用。
以上信息由专业从事钙化池搅拌器的中拓鼎承于2024/5/6 6:47:05发布
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